JPS636622B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS636622B2
JPS636622B2 JP55093344A JP9334480A JPS636622B2 JP S636622 B2 JPS636622 B2 JP S636622B2 JP 55093344 A JP55093344 A JP 55093344A JP 9334480 A JP9334480 A JP 9334480A JP S636622 B2 JPS636622 B2 JP S636622B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
steel
maraging
manganese
high strength
Prior art date
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Expired
Application number
JP55093344A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5655550A (en
Inventor
Deibido Joonzu Robaato
Jerasu Bijei
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Development Corp UK
Original Assignee
National Research Development Corp UK
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Filing date
Publication date
Application filed by National Research Development Corp UK filed Critical National Research Development Corp UK
Publication of JPS5655550A publication Critical patent/JPS5655550A/en
Publication of JPS636622B2 publication Critical patent/JPS636622B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/02Hardening by precipitation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明はマンガン鋼に関する。 マルエージング鋼として知られる高強度鋼は鉄
にニツケル(約18%)およびモリブデン(約5
%)を添加することによつて造られる。これらの
鋼は強さと共に靭性をも備えると考えられる。こ
れらの鋼の熱処理には急冷を必要としないから大
型の部材を好首尾に処理でき、脱炭問題は生じな
い。それら鋼を高強度となすのに必要な熱処理は
「マルエージング」として知られ、800℃〜900℃
で最初に溶体化処理し、次いで鋼を450℃〜500℃
で幾時間も加熱することを含む。この熱処理によ
つて高強度を生ずるのは鋼中に含有される合金成
分特にニツケルの含量による。マンガンは鋼に添
加された時にはニツケルと類似の効果を持ち、且
つマンガンはニツケルより低価格であるから、こ
のタイプの鋼中のニツケルをマンガンによつて置
換える試みは興味あるものである。本発明者らお
よび他の専問家によるこれまでの研究はモリブデ
ンまたはケイ素またはチタンのような添加元素を
含む種々の鉄−マンガン組成に基く鋼はマルエー
ジング型熱処理によつては強度を改善ができない
ことを確認している。不幸にしてこれらの鋼は強
度が強くなると共に非常にもろくなつてくるか
ら、このような効果はそれらの有用性を明らかに
制限するものである。この発明の目的の一つは許
容できる靭性と共に高強度を兼備えるマルエージ
ング型鋼に基く高強度鉄−マンガン鋼を提供する
にある。 金属鉄は910℃〜1435℃の温度においては面心
立方体(γ相)として知られる結晶構造と、910
℃未満(α相)および1435℃〜融点(δ相)の温
度における体心立方結晶構造との2種の結晶構造
で存在することができる。鉄に合金元素を添加す
ると、前記各相が安定に存在する温度範囲を変化
させる。例えばニツケルとマンガンとはともに
910℃未満の温度および1435℃以上の温度でγ相
を安定となすからγ相安定化元素と考えられる。
もし充分量のニツケルまたはマンガンが添加され
ると室温で一部または全部がγ相からなる結晶組
織をもつ合金鋼を造ることができる。さて、マル
エージング現象は比較的室温に近い温度でγ相組
織からα相組織の鋼へ変態することに一部依存す
るものである(精密に云えば、室温近くで生成し
た体心立方相は通常α′相と称されるが、それは普
通の拡散機構によるのではなくて剪断機構によつ
て造られ、鋼の炭素含量の如何によつてわずかに
体心正方晶形結晶構造をもつからである。以下に
おいて体心立方型相は全部これらをα相として呼
ぶものとする)。次に行う450℃〜500℃でのマル
エージング中に鋼を硬化させるために鋼にどのよ
うな元素(例えばモリブデン)が添加されている
にせよ、この変態現象はα相の過飽和現象を生ず
る。我々はもし鋼が完全にα相組織に変態されず
に、ある量のγ相(または鉄−マンガン系におけ
る変態シーケンスの一部として生成することが既
知であるε相)が保持されていれば強度を増大す
るためのマルエージング中に良好な靭性も維持で
きることを見出した。 これらの相の分散は2種の仕方で行われること
が考えられる。まず第1には、γ相およびε相
(γ/ε相)はマルエージング処理しても強度は
増大しないが、それらは鋼に一組をなす亀裂阻止
区域を形成する。第2に、鋼中に不純物レベルで
存在し、α相に脆性が発達するのを助長すること
ができる元素は恐らく前記γ/ε相区域により吸
収されて無害となる。 この発明によれば、不純物は別として、マンガ
ン11.0〜13.5重量%;モリブデン2.0〜6.59重量%
およびタングステン2〜10重量%の少なくとも1
種;炭素0.002〜0.2重量%および残余として鉄を
含むマルエージング鋼に匹敵する高強度と靭性と
を備えたマンガン鋼が提供される。この発明はま
た不純物は別として、マンガン11.0〜13.5重量
%;モリブデン2.0〜6.59重量%およびタングス
テン2〜10重量%の少なくとも1種;炭素0.002
〜0.2重量%、アルミニウム、チタンおよびミツ
シユメタルの少なくとも1種を0.2重量%以下お
よび残余として鉄を含むマルエージング鋼に匹敵
する高強度と靭性とを備えたマンガン鋼を提供す
るものである。更にこの発明は前記マンガン鋼の
製法をも提供するものである。即ちこの発明によ
れば不純物は別として、マンガン11.0〜13.5重量
%;モリブデン2.0〜6.59重量%およびタングス
テン2〜10重量%の少なくとも1種;炭素0.002
〜0.2重量%および残余として鉄を含むマルエー
ジング鋼に匹敵する高強度と靭性とを備えたマン
ガン鋼を製造するに当たり、該鋼を800℃〜1100
℃の範囲内の温度で最初に溶体化処理し、その後
で少なくとも室温に冷却した後、400℃〜550℃の
範囲内の温度で100時間までの期間マルエージン
グすることからなる、マルエージング鋼に匹敵す
る高強度と靭性とを備えたマンガン鋼の製法をも
提供するものである。最良の結果を得るためには
我々は鋼を真空溶解または空気溶解により製造す
ることを提唱する。好適な熱処理は処理部材の大
きさに依つて異なるがある期間800℃〜1100℃の
温度で最初に溶体化処理することを包含する。次
いで鋼を溶体化温度から少なくとも室温に冷却す
る。この冷却速度は最密な規制を必要としない。
強度を増大するために最後のマルエージングを行
う前に例えば液体窒素中に短時間浸漬するか或は
周知の慣用の技法によつて零度以下に冷却するこ
とによつてα相とγ相との満足な比を確立するこ
とが必要であり、または望ましい。次いで多分
100時間までのある期間にわたつて400℃〜550℃
の範囲内の温度でマルエージングを行う。 この発明によるマンガン鋼成分の作用および含
量の限定理由は以下の通りである:マンガンは鋼
の変態を制御するために添加される。上述の範囲
内にマンガン含量を調整することによつてマルテ
ンサイトとオーステナイトとの最適の割合をもつ
鋼を造ることができる。モリブデンは2つの理由
により添加される。すなわち、マルテンサイトの
脆性を低下させマルエージング特性が所望される
時にマルエージングを促進する。マンガンが11.0
重量%未満では上述の温度における溶体化処理後
に残存するオーステナトの量が良好な靭性を促進
するのに不充分であり、13.5重量%を越えると溶
体化処理後に残存するオーステナトの量が過度に
多くなり、その結果鋼は必要な高強度を発現しな
くなる。モリブデンが2重量%未満では脆性の防
止ができず、6.59重量%を越えると鉄−モリブデ
ン析出物が溶体化処理後にも残つて硬くて不安定
な鋼を生成する。タングステンは本発明鋼におい
て時効硬化成分としてモリブデンを置換できる。
タングステンが2重量%未満では時効硬化は生起
しない。またコストおよび添加の有効性から10重
量%が上限である。タングステンの原子量はモリ
ブデンの原子量の約2倍であるから両者による時
効硬化が同じタイプの硬化機構によつて生起する
ものとすると同程度の時効硬化を得るためには約
2倍重量のタングステンを必要とする。炭素はマ
ンガンと同様にマルテンサイト相とオーステナイ
ト相との相の割合を達成するのに良好な作用を呈
する。炭素が0.2重量%より多いと鋼はオーステ
ナイトの割合が過度に多くなり、鋼の機械的性質
に悪影響を及ぼす。0.002重量%未満では添加に
よる効果を達成できない。ケイ素、硫黄およびリ
ンはこの発明鋼では不純物と見なされるが、ケイ
素は0.4重量%まで、硫黄は0.02重量%まで、リ
ンは0.03重量%まで許容される。これらの不純物
が前記限界量を越えると鋼の機械的性質に悪影響
を及ぼす。アルミニウム、チタンおよびミツシユ
メタルは不純物掃去剤として働き第2相中の不純
物を分離しやすくする。これらの成分は同様な作
用を呈し、これらの成分が0.2重量%より多く含
有されると結晶粒界に析出物を形成し、鋼の機械
的性質の低下を招く。溶体化処理温度を800℃〜
1100℃に規定した理由は、800℃未満の温度では
添加したモリブデン全部が溶体化するのに不充分
であり、その結果マルエージング応答が低下す
る。1100℃を越える温度での溶体化処理では母オ
ーステナイト結晶粒の大きさが著しく大きくな
り、結果として機械的性質が損なわれる。また、
マルエージング温度を400℃〜550℃に規定した理
由は、400℃未満の温度ではマルエージング応答
が緩慢であり、その結果工業的に実用可能な時間
内に充分なマルエージングを行うことができず、
550℃より高い温度ではこのマルエージング応答
は迅速であるが550℃以下の温度でのマルエージ
ングの大きさよりマルエージング効果が小さくな
る。 好適な鋼は下記の組成(重量%)をもつ: マンガン 12.5% モリブデン 4.0% 炭 素 0.02%(最高) 硫 黄 0.02%(最高) ケイ素 0.02%(最高) リ ン 0.01%(最高) 上記組成に真空溶解後に鋼を900℃で1時間最
初の溶体化処理し、空冷し、次いで液体窒素中で
急冷してから450℃で5時間マルエージングする。 上記熱処理により下記の性質をもつ鋼を生ず
る: 0.1%耐力 1150MN/m2 引張強さ 1450MN/m2 伸び(%) 30 絞り(%) 70 靭性(C.V.N.)
85ジユール(以下にJと略記) 硬 度 430HV この発明の利点の一つは鋼中に保持した第2相
が不純物掃去剤として働き、使用する鉄給源の純
度の選択により大きな許容性を可能となすことで
ある。従つて、この第2相が存在するときにはよ
り低品位の出発原料を使用できる。 またより高い濃度の不純物も許容できるから、
処理をかなり容易で且つ低価格となす空気溶解に
よつて許容しうる品質の高強度鋼を製造すること
を可能となす。 その結果、この発明の鋼は同等の強度および勒
性をもつ慣用の鋼より低価格である。 この発明の鋼が低価格の製品であることに寄与
する他の因子はニツケルの代りにマンガンを使用
する点にある。 100ジユール以上のシヤルピーVノツチ(C.V.
N.)衝撃値の切欠き靭性と共に800MN/m2まで
の降伏値をもつ鋼が、もし炭素とマンガンとの間
の釣合いをこの発明により規定するようにマンガ
ンを11重量%〜12重量%とし、炭素を0.02重量%
〜0.12重量%に維持すれば、溶体化処理の後でマ
ルエージングする必要なしに製造することができ
このことはエネルギーの点で明らかに有利で、コ
スト節約性であり、モリブデンの必要量もマルエ
ージング合金組成における必要量と同一またはそ
れ以下である。 上述のようにマンガンおよびモリブデンを含
み、且つ溶体化処理後に第2相が保持されている
鋼は保持された第2相のγ相の変態をもたらすた
めの冷間加工により高強度が得られると云う付加
的な利点がある。 この発明によるマンガン鋼およびその熱処理方
法のそれぞれ別の例を以下に説明する。 例 1 純粋な材料を真空溶解し、次いで溶体化処理
し、次いでマルエージングすることによつて鋼を
造つた: 組成(重量%):
This invention relates to manganese steel. High-strength steel, known as maraging steel, contains iron with nickel (approximately 18%) and molybdenum (approximately 5%).
%). These steels are believed to have toughness as well as strength. Heat treating these steels does not require rapid cooling, so large parts can be successfully treated and decarburization problems do not occur. The heat treatment required to make these steels high strength is known as "maraging" and is heated to 800℃ to 900℃.
First solution annealed at 450℃~500℃ then steel
This involves heating for several hours. The high strength achieved by this heat treatment is due to the alloying components contained in the steel, especially the content of nickel. Attempts to replace nickel with manganese in this type of steel are interesting because manganese has a similar effect to nickel when added to steel, and manganese is less expensive than nickel. Previous studies by the inventors and other experts have shown that steels based on various iron-manganese compositions containing additive elements such as molybdenum or silicon or titanium have improved strength by maraging-type heat treatment. I have confirmed that it is not possible. Unfortunately, as these steels become stronger, they also become very brittle, so this effect clearly limits their usefulness. One of the objects of the invention is to provide a high strength iron-manganese steel based on maraging type steels that combines high strength with acceptable toughness. At temperatures between 910°C and 1435°C, metallic iron has a crystal structure known as face-centered cubic (γ phase) and 910°C.
It can exist in two types of crystal structures: a body-centered cubic crystal structure at temperatures below 1435 °C (α phase) and a body-centered cubic crystal structure at temperatures between 1435 °C and the melting point (δ phase). When alloying elements are added to iron, the temperature range in which each of the above phases stably exists changes. For example, both nickel and manganese
Since it stabilizes the γ phase at temperatures below 910°C and above 1435°C, it is considered to be a γ phase stabilizing element.
If a sufficient amount of nickel or manganese is added, an alloy steel can be produced at room temperature with a crystal structure consisting partly or entirely of the gamma phase. Now, the maraging phenomenon depends in part on the transformation from a γ-phase structure to an α-phase structure steel at a temperature relatively close to room temperature (to be precise, the body-centered cubic phase formed near room temperature is Usually referred to as the α' phase, it is produced by a shearing mechanism rather than by the usual diffusion mechanism, and has a slightly body-centered tetragonal crystal structure, depending on the carbon content of the steel. (Hereinafter, all body-centered cubic phases will be referred to as α phases). Whatever elements (eg molybdenum) are added to the steel to harden it during the subsequent maraging at 450°C to 500°C, this transformation phenomenon results in supersaturation of the alpha phase. We believe that if the steel is not completely transformed into an α-phase structure, but retains some amount of the γ phase (or the ε phase, which is known to form as part of the transformation sequence in iron-manganese systems), It has been found that good toughness can also be maintained during maraging to increase strength. It is envisaged that the dispersion of these phases may take place in two ways. First of all, the gamma and epsilon phases (gamma/epsilon phases) do not increase in strength upon maraging, but they do form a set of crack arrest zones in the steel. Second, elements that are present at impurity levels in the steel and can promote the development of brittleness in the alpha phase are probably absorbed by the gamma/epsilon zone and rendered harmless. According to the invention, apart from impurities, manganese 11.0-13.5% by weight; molybdenum 2.0-6.59% by weight
and at least 1% by weight of tungsten
A manganese steel is provided with high strength and toughness comparable to maraging steels containing 0.002-0.2% by weight carbon and the balance iron. This invention also provides, apart from impurities, manganese 11.0-13.5% by weight; at least one of molybdenum 2.0-6.59% by weight and tungsten 2-10% by weight; carbon 0.002
The present invention provides a manganese steel having high strength and toughness comparable to maraging steel containing iron in an amount of up to 0.2% by weight, at least 0.2% by weight of at least one of aluminum, titanium, and Mitsushi metal, and the remainder. Furthermore, the present invention also provides a method for producing the manganese steel. That is, according to the present invention, apart from impurities, manganese 11.0 to 13.5% by weight; at least one of molybdenum 2.0 to 6.59% by weight and tungsten 2 to 10% by weight; carbon 0.002
To produce manganese steel with high strength and toughness comparable to maraging steels containing ~0.2% by weight and the balance iron, the steel is heated at temperatures between 800°C and 1100°C.
maraging steel, consisting of first solution annealing at a temperature in the range of 400 °C to 550 °C, followed by cooling to at least room temperature and maraging for a period of up to 100 hours at a temperature in the range of 400 °C to 550 °C. It also provides a method for manufacturing manganese steel with comparable high strength and toughness. For best results we suggest producing the steel by vacuum melting or air melting. A preferred heat treatment includes an initial solution treatment at a temperature of 800 DEG C. to 1100 DEG C. for a period of time depending on the size of the treatment member. The steel is then cooled from the solution temperature to at least room temperature. This cooling rate does not require close regulation.
The alpha and gamma phases may be separated by, for example, brief immersion in liquid nitrogen or cooling below zero by well-known and conventional techniques before the final maraging to increase strength. It may be necessary or desirable to establish a satisfactory ratio. Next maybe
400℃ to 550℃ for a period of up to 100 hours
Maraging is carried out at a temperature within the range of . The reason for limiting the action and content of manganese steel components according to this invention is as follows: Manganese is added to control the transformation of steel. By adjusting the manganese content within the above-mentioned range, steel with an optimum ratio of martensite to austenite can be produced. Molybdenum is added for two reasons. That is, it reduces the brittleness of martensite and promotes maraging when maraging properties are desired. Manganese is 11.0
Below 13.5% by weight, the amount of austenate remaining after solution treatment at the above-mentioned temperatures is insufficient to promote good toughness, and above 13.5% by weight, the amount of austenite remaining after solution treatment is too high. As a result, the steel no longer exhibits the necessary high strength. If molybdenum is less than 2% by weight, brittleness cannot be prevented, and if it exceeds 6.59% by weight, iron-molybdenum precipitates remain even after solution treatment, producing a hard and unstable steel. Tungsten can replace molybdenum as an age hardening component in the steel of the present invention.
Age hardening does not occur when tungsten is less than 2% by weight. Furthermore, the upper limit is 10% by weight due to cost and effectiveness of addition. The atomic weight of tungsten is approximately twice that of molybdenum, so assuming that age hardening by both occurs through the same type of hardening mechanism, approximately twice the weight of tungsten is required to obtain the same degree of age hardening. shall be. Carbon, like manganese, has a good effect on achieving the phase ratio between martensitic and austenitic phases. If the carbon content is greater than 0.2% by weight, the steel will have an excessively high proportion of austenite, which will have a negative effect on the mechanical properties of the steel. If it is less than 0.002% by weight, the effect of addition cannot be achieved. Silicon, sulfur and phosphorus are considered impurities in this invention steel, but silicon up to 0.4% by weight, sulfur up to 0.02% and phosphorus up to 0.03% by weight are allowed. If these impurities exceed the above-mentioned limit amounts, they will adversely affect the mechanical properties of the steel. Aluminum, titanium, and Mitsushi metal act as impurity scavengers and facilitate separation of impurities in the second phase. These components exhibit similar effects, and if these components are contained in an amount greater than 0.2% by weight, precipitates are formed at grain boundaries, leading to a decrease in the mechanical properties of the steel. Solution treatment temperature from 800℃
The reason for specifying 1100°C is that a temperature below 800°C is insufficient for all of the added molybdenum to be dissolved, resulting in a decrease in maraging response. Solution treatment at temperatures above 1100°C significantly increases the size of the parent austenite grains, resulting in a loss of mechanical properties. Also,
The reason why the maraging temperature was specified as 400℃ to 550℃ is that the maraging response is slow at temperatures below 400℃, and as a result, sufficient maraging cannot be performed within an industrially practical time. ,
At temperatures above 550°C, this maraging response is rapid, but the maraging effect is smaller than the magnitude of maraging at temperatures below 550°C. A suitable steel has the following composition (% by weight): Manganese 12.5% Molybdenum 4.0% Carbon 0.02% (maximum) Sulfur 0.02% (maximum) Silicon 0.02% (maximum) Phosphorus 0.01% (maximum) After vacuum melting, the steel is first solution treated at 900°C for 1 hour, air cooled, then quenched in liquid nitrogen before maraging at 450°C for 5 hours. The above heat treatment produces a steel with the following properties: 0.1% Proof strength 1150MN/ m2 Tensile strength 1450MN/ m2 Elongation (%) 30 Reduction of area (%) 70 Toughness (CVN)
85 Joule (hereinafter abbreviated as J) Hardness 430HV One of the advantages of this invention is that the second phase retained in the steel acts as an impurity scavenger, allowing greater tolerance in the selection of the purity of the iron source used. It is to do so. Therefore, lower grade starting materials can be used when this second phase is present. Also, higher concentrations of impurities can be tolerated.
It is possible to produce high-strength steel of acceptable quality by air melting, which is considerably easier and cheaper to process. As a result, the steels of this invention are less expensive than conventional steels of comparable strength and stiffness. Another factor contributing to the steel of this invention being a low cost product is the use of manganese instead of nickel. Syalpy V-notch (CV) of 100 joules or more
N.) A steel with a yield value of up to 800 MN/ m2 along with a notch toughness of impact value is obtained if the balance between carbon and manganese is defined by this invention with manganese at 11% to 12% by weight. , 0.02% carbon by weight
If maintained at ~0.12 wt.%, it can be produced without the need for maraging after solution treatment, which has clear energy advantages, is cost saving, and reduces molybdenum requirements. The amount is the same as or less than that required in the aging alloy composition. As mentioned above, steel containing manganese and molybdenum and retaining the second phase after solution treatment can obtain high strength by cold working to transform the retained second phase, γ phase. There are additional benefits. Different examples of the manganese steel and the heat treatment method thereof according to the present invention will be explained below. Example 1 Steel was made by vacuum melting pure materials, followed by solution treatment and then maraging: Composition (% by weight):

【表】 合金等級:工業的純粋(電解鉄ベース) 製 法:真空溶解 熱処理 :900℃で1時間溶体化処理し、次い
で450℃で5時間マルエージング処理 機械的性質(室温):
[Table] Alloy grade: Industrially pure (electrolytic iron base) Manufacturing method: Vacuum melting Heat treatment: Solution treatment at 900℃ for 1 hour, then maraging treatment at 450℃ for 5 hours Mechanical properties (room temperature):

【表】 衝撃性(低温):−70℃でのC.V.N.80ジユール 例 2 真空溶解し、次いで溶体化処理するだけで純材
料から鋼を造つた: 組成(重量%):
[Table] Impact resistance (low temperature): CVN80 joule example at -70℃ 2 Steel made from pure materials by simply vacuum melting and then solution treatment: Composition (wt%):

【表】 合金等級:工業的純粋(電解鉄ベース) 製 法:真空溶解 熱処理 :900℃で1時間溶体化処理 機械的性質(室温):【table】 Alloy grade: industrially pure (electrolytic iron base) Manufacturing method: Vacuum melting Heat treatment: Solution treatment at 900℃ for 1 hour Mechanical properties (room temperature):

【表】 衝撃性(低温): −70℃でC.V.N.160ジユール(J) −196℃でC.V.N 40ジユール 例 3 空気溶解し、次いで溶体化処理後マルエージン
グすることによつて不純と等級付けされた材料か
ら鋼を造つた: 合金組成(重量%):
[Table] Impact properties (low temperature): CVN 160 joules (J) at -70°C CVN 40 joules at -196°C Example 3 Materials graded as impure by air dissolving and then maraging after solution treatment Steel was made from: Alloy composition (wt%):

【表】 余
合金等級:不純(軟鋼ベース) 製 法:空気溶解 熱処理 :900℃で1時間溶体化処理し、次い
で450℃で5時間マルエージング処理 機械的性質(室温):
[Table] Alloy grade: Impure (mild steel base) Manufacturing method: Air melting Heat treatment: Solution treatment at 900℃ for 1 hour, then maraging treatment at 450℃ for 5 hours Mechanical properties (room temperature):

【表】 衝撃性(低温) −50℃でC.V.N.50ジユール −100℃でC.V.N.40ジユール 例 4 空気溶解、溶体化処理、次いでマルエージング
により工業的純粋な材料から鋼を造つた。 合金組成(重量%):
[Table] Impact resistance (low temperature) CVN 50 joules at -50°C CVN 40 joules at -100°C Example 4 Steel was made from industrially pure materials by air melting, solution treatment and then maraging. Alloy composition (wt%):

【表】 余
合金等級:工業的純粋(電解鉄ベース) 製 法:空気溶解 熱処理 :900℃で1時間溶体化処理し、次い
で450℃で5時間マルエージング処理 機械的性質(室温):
[Table] Alloy grade: Industrial pure (electrolytic iron base) Manufacturing method: Air melting Heat treatment: Solution treatment at 900℃ for 1 hour, then maraging treatment at 450℃ for 5 hours Mechanical properties (room temperature):

【表】 衝撃性(低温): −50℃でC.V.N.58ジユール −100℃でC.V.N.32ジユール 例 5 溶体化処理し、次いで冷間加工することによつ
て不純として等級付けされた材料から鋼を造つ
た: 合金組成(重量%):
[Table] Impact resistance (low temperature): CVN 58 joules at -50°C CVN 32 joules at -100°C Example 5 Steel made from material graded as impure by solution treatment and then cold working: Alloy composition (wt%):

【表】 余
合金等級:不純 製 法:真空溶解 熱処理 :900℃で1時間溶体化処理し、33%
の絞りになるように冷間加工 機械的性質(室温):
[Table] Alloy grade: Impure Manufacturing method: Vacuum melting Heat treatment: Solution treatment at 900℃ for 1 hour, 33%
Cold worked to achieve a drawing of Mechanical properties (room temperature):

【表】 例 6 真空溶解し、次いで溶体化処理し、冷間加工す
ることによつて純粋と等級付けられる材料から鋼
を造つた: 合金組成(重量%):
[Table] Example 6 Steel was made from material graded as pure by vacuum melting, then solution treatment and cold working: Alloy composition (% by weight):

【表】 余
合金等級:工業的純粋 製 法:真空溶解 熱処理 :1000℃で1時間溶体化処理し、次い
で45%絞りに冷間加工 機械的性質(室温):
[Table] Alloy grade: Industrially pure Manufacturing method: Vacuum melting Heat treatment: Solution treatment at 1000℃ for 1 hour, then cold working to 45% reduction Mechanical properties (room temperature):

【表】 上記諸例において、そして製造中、真空溶解ま
たは空気溶解後に、各例の鋼を熱間加工によりそ
の元の断面積の70%以上だけ圧下することによつ
て絞つた。 この発明により造つた鋳鋼の有利な性質は溶体
化処理前に鋼を熱間処理することによつて普通達
成されるが、しかし必ず達成されるとは限らな
い。特に適度な微細結晶粒寸法に依存する。しか
し、鋳造時の状態または熱間処理状態で得られる
諸性質はその状態の他の鋼と有利に比較できるが
鋳鋼の性質を最適となすためには標準の熱処理サ
イクルを施す前に1200℃〜1250℃の温度で2〜3
時間均質化焼鈍することが推奨される。 例 7 真空溶解、溶体化処理、次いでマルエージング
により下記の組成のマルエージング鋼を造つた: 合金組成(重量%):
[Table] In the above examples, and during manufacture, after vacuum or air melting, the steel of each example was reduced by hot working by reducing it by more than 70% of its original cross-sectional area. The advantageous properties of cast steel made in accordance with this invention are typically, but not always, achieved by hot treating the steel prior to solution treatment. In particular it depends on moderately fine grain size. However, although the properties obtained in the as-cast or hot-treated condition can be compared favorably with other steels in that condition, in order to optimize the properties of cast steel, it is necessary to 2-3 at a temperature of 1250℃
Time homogenization annealing is recommended. Example 7 A maraging steel with the following composition was produced by vacuum melting, solution treatment, and then maraging: Alloy composition (wt%):

【表】 製 法:真空溶解+高温加工 熱処理 :900℃で1時間溶体化処理し、次い
で500℃で40時間マルエージング 機械的性質: 硬度(マルエージング処理前)HV30 335 硬度(マルエージング処理後)HV30 411 靭性〔シヤルピーV−ノツチ(C.V.N.)単位
ジユール(J)〕 マルエージング処理前 172 マルエージング処理後 80 例 8 この例はアルミニウムおよびチタンの効果を説
明するものである。下記の成分の合金を真空溶解
により造つた。合金Aはアルミニウムおよびチタ
ンの実効量を含む合金Bおよび合金Cと比較のた
めの基合金である。
[Table] Manufacturing method: Vacuum melting + high temperature processing Heat treatment: Solution treatment at 900℃ for 1 hour, then maraging at 500℃ for 40 hours Mechanical properties: Hardness (before maraging treatment) HV 30 335 Hardness (maraging treatment) After) HV 30 411 Toughness [Sharp V-Notch (CVN) units (J)] Before maraging 172 After maraging 80 Example 8 This example illustrates the effect of aluminum and titanium. An alloy with the following components was prepared by vacuum melting. Alloy A is the base alloy for comparison with Alloy B and Alloy C, which contain effective amounts of aluminum and titanium.

【表】 靭 性 450℃で5時間 最 初 マルエージング後(CVN J) 合金A 66 54 合金B 73 56 合金C 79 68 (註:CVNはシヤルピーV−ノツチの略でJ
はジユールの略である) アルミニウおよびチタンの効果は恐らく調質の
ためであろうと思われる。ミツシユメタルも同様
な効果をもつ。
[Table] Toughness After initial maraging at 450°C for 5 hours (CVN J) Alloy A 66 54 Alloy B 73 56 Alloy C 79 68 (Note: CVN is an abbreviation for Sharpie V-Notch.
The effect of aluminum and titanium is probably due to heat refining. Mitsushi Metal has a similar effect.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 不純物は別として、マンガン11.0〜13.5重量
%;モリブデン2.0〜6.59重量%およびタングス
テン2〜10重量%の少なくとも1種;炭素0.002
〜0.2重量%および残余として鉄を含むマルエー
ジング鋼に匹敵する高強度と靭性とを備えたマン
ガン鋼。 2 不純物は別として、マンガン12.5重量%、モ
リブデン4.0重量%、炭素0.002〜0.02重量%およ
び残余として鉄を含む特許請求の範囲第1項記載
のマルエージング鋼に匹敵する高強度と靭性とを
備えたマンガン鋼。 3 不純物は別として、マンガン11.0〜13.5重量
%;モリブデン2.0〜6.59重量%およびタングス
テン2〜10重量%の少なくとも1種;炭素0.002
〜0.2重量%;アルミニウム、チタンおよびミツ
シユメタルの少なくとも1種を0.2重量%以下お
よび残余として鉄を含むマルエージング鋼に匹敵
する高強度と靭性とを備えたマンガン鋼。 4 不純物は別として、マンガン11.0〜13.5重量
%;モリブデン2.0〜6.59重量%およびタングス
テン2〜10重量%の少なくとも1種;炭素0.002
〜0.2重量%および残余として鉄を含むマルエー
ジング鋼に匹敵する高強度と靭性とを備えたマン
ガン鋼を製造するに当たり、該鋼を800℃〜1100
℃の範囲内の温度で最初に溶体化処理し、その後
で少なくとも室温に冷却した後、400℃〜550℃の
範囲内の温度で100時間までの期間マルエージン
グすることからなる、マルエージング鋼に匹敵す
る高強度と靭性とを備えたマンガン鋼の製法。 5 最初の溶体化処理を900℃で1時間行う特許
請求の範囲第4項記載のマルエージング鋼に匹敵
する高強度と靭性とを備えたマンガン鋼の製法。 6 マルエージング前に鋼を零度以下の温度に冷
却する特許請求の範囲第4項記載のマルエージン
グ鋼に匹敵する高強度と靭性とを備えたマンガン
鋼の製法。
[Claims] 1. Apart from impurities, 11.0 to 13.5% by weight of manganese; at least one of 2.0 to 6.59% by weight of molybdenum and 2 to 10% by weight of tungsten; 0.002% of carbon
Manganese steel with high strength and toughness comparable to maraging steels containing ~0.2% by weight and iron as the balance. 2. It has high strength and toughness comparable to the maraging steel according to claim 1, which contains, apart from impurities, 12.5% by weight of manganese, 4.0% by weight of molybdenum, 0.002 to 0.02% by weight of carbon, and the balance iron. Manganese steel. 3 Apart from impurities, manganese 11.0-13.5% by weight; at least one of molybdenum 2.0-6.59% by weight and tungsten 2-10% by weight; carbon 0.002
~0.2% by weight; Manganese steel with high strength and toughness comparable to maraging steel containing iron with at least 0.2% by weight of at least one of aluminum, titanium, and Mitsushi metal and the remainder. 4 Apart from impurities, manganese 11.0-13.5% by weight; at least one of molybdenum 2.0-6.59% by weight and tungsten 2-10% by weight; carbon 0.002
To produce manganese steel with high strength and toughness comparable to maraging steels containing ~0.2% by weight and the balance iron, the steel is heated at temperatures between 800°C and 1100°C.
maraging steel, consisting of first solution annealing at a temperature in the range of 400 °C to 550 °C, followed by cooling to at least room temperature and maraging for a period of up to 100 hours at a temperature in the range of 400 °C to 550 °C. A manufacturing method for manganese steel with comparable high strength and toughness. 5. A method for producing manganese steel having high strength and toughness comparable to the maraging steel according to claim 4, wherein the first solution treatment is carried out at 900° C. for 1 hour. 6. A method for producing manganese steel having high strength and toughness comparable to maraging steel according to claim 4, wherein the steel is cooled to a temperature below zero degrees before maraging.
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